Synchronous Digital Hierarchy

SONET/SDH（Synchronous Optical NETwork, 同期型光ネットワークおよび Synchronous Digital Hierarchy, 同期デジタルハイアラーキ）は、光ファイバ通信のプロトコルの1つ。同期方式を用いた通信プロトコルで、以下の2つの規格の総称として用いられる^[1]。

SONET (ソネット) - Bellcore社が提案、ANSIが標準化。主に北米で普及。
SDH - 1990年にITU-Tが制定^[2]。上記SONETに基づいて策定した。主にヨーロッパで普及。

これらの前身にPDH (plesiochronous digital hierarchy, 「準同期型デジタル階層網」の意)があり、当時は日本では一次群・二次群、アメリカではT1・T2、ヨーロッパではE1・E2などの異なる通信方式が普及していた。このように地域によって異なっていたPDHの仕様を世界的に統一する目的でSONETは規定された^[3]。

標準化規格は2015年を最後に更新されておらず^[4]、運用普及においてもOTN（英語版）や広域イーサネットなどの別の通信技術に差し替えられている。

種類と用語

SONET/SDH には伝送速度に基づいて下表のような系列がある^[5]。

SONET/SDHの伝送速度系列
名称		伝送速度 [Mbps]
SDH	SONET	フレーム全体	コンテナ
STM-0	OC-1 / STS-1	51.84	49.536
STM-1	OC-3 / STS-3	155.52	149.76
STM-4	OC-12 / STS-12	622.08	599.04
STM-16	OC-48 / STS-48	2488.32	2396.16
STM-64	OC-192 / STS-192	9953.28	9584.64
STM-256	OC-768 / STS-768	39813.12	38338.56

OC (Optical Carrier): 光信号の仕様・回線速度
STS (Synchronous Transport Signal): SONETのフレーム書式
STM (Synchronous Transport Module): SDHのフレーム書式と光信号の仕様

SONET と SDH とでは異なる用語で同じ仕様・機能を指すことがしばしばあるが、いくつかの相違点はあるものの基本的には SDH は SONET を包含すると考えてよい。ANSI側のSONET規格文書は、ATIS (Alliance For Telecommunications Industry Solutions)がITU側のSDHと整合を図っている^[6]。

フレーム構造と特徴

SONET/SDHでは、固定長のフレームを125μs(マイクロ秒)おきに送る。フレームは以下の2つから構成される^[7]。

TO (Transport Overhead, 伝送オーバヘッド): 制御用データを格納する。
VC (Virtual Container, 仮想コンテナ): ユーザデータを格納する。

フレームはコンテナの途中にオーバヘッドを挿入する形をとり、TO、VC、TO、VC... という順でフレームを送る。例えば、

STS-1 または STM-0 では810バイトの固定長フレームを送る。オーバヘッド3バイトおよびコンテナ87バイトを交互に送り、これを125μs間に9回繰り返す。
STS-3c^{[注釈 1]} または STM-1 では、2430バイトの固定長フレーム長を送る。オーバヘッド9バイトおよびコンテナ261バイトを交互に送り、これを125μs間に9回繰り返す。

これらのフレームは下図のように一般に90×9バイトや270×9バイトなど、N列9行の配列として表し、オーバヘッド(TO)とコンテナ(VC)が整列するように表現される。

STS-3c または STM-1 のフレーム構造。9行からなり、左上から1行ずつデータが送信される。

また、ユーザデータの量を増やすために多重化が行われ、例えば STM-256 は STM-1 フレームを256波長の波長分割多重で送受するなどして実現している。フレームにはユーザデータ以外の管理データとして以下のものが付加されている。

セクションオーバーヘッド（Section Overhead, SOH, SO）- 網管理に用いる。
管理ポインタ（Administrative Unit Pointer, AUPtr）- 周波数・位相同期に用いる。
パスオーバーヘッド（Path Overhead, POH, PO）- コンテナに配置し、各パスの識別に用いる。

多重化ではこのフレーム構造を用いることで、次のような機能を実現している。

制御用データがユーザデータに挿し挟まれる形であるため、ユーザデータから独立したネットワーク管理情報を持つことができ、信頼性の高い通信が可能である。
AUポインタを利用して周波数・位相の同期をとるため、機器間のずれ補正が容易で高速な通信に対応できる。
AUポインタやPOHを利用して、低速チャネルから高速ハイアラーキへの多重化や、高速ハイアラーキから直接チャネルごとの情報を取り出すことができる(仮想コンカチネーション)。

脚注

^ 末尾のcはコンカチネーション(結合)を意味する。STS-3は単純にSTS-1を3フレーム集めたものであるが、STS-3cではコンテナのサイズやオーバヘッドをそれぞれ3倍したものとして扱う。

出典

^ “SONET技術概要”. シスコ・システムズテクニカルノーツ (2005年6月14日). 2024年9月1日閲覧。
^ ITU G.783 (1990-12-14). Characteristics of synchronous digital hierarchy (SDH) equipment functional blocks. https://www.itu.int/rec/T-REC-G.783
^ 石田修(NTT未来ねっと研究所) (2003年5月2日). “SAN／WANにも広がるイーサネット”. @IT. 2024年9月1日閲覧。
^ Recommendation G.783 (2006) Corrigendum 1 (01/15). ITU-T. (2015-01-13)
^ Michael Yan (Exar Corporation). SONET/SDH Essentials. MaxLinear, Inc.
^ Alliance For Telecommunications Industry Solutions. ATIS-0900105.2008: SONET - Basic Description Including Multiplex Structure, Rates, and Formats
^ Section 2.4. STS-3c Framing Format and Higher Rate STS-Nc

種類と用語

フレーム構造と特徴

脚注

出典

関連項目